于淼

摘 要：我國地處全球兩個最活躍的地震帶，東臨環(huán)太平洋地震帶。西部和西南部是歐亞地震帶經過的地區(qū)。所以我國歷史上就是一個多地震的國家。而地震是人類社會面臨的一種嚴重的自然災害之一，破壞力極強，人民的生命和財產損失也很大。地震專家對歷次地震的分析顯示，95%以上的人員傷亡是由房屋倒塌造成的，僅有不足5%的人員傷亡是直接由地震及地震引發(fā)的水災、山體滑坡等次生災害導致的。因此提高房屋的抗震性能對減少地震對人民生命財產安全的損失具有極其重要意義。

關鍵詞：建筑結構;抗震設計;概念設計

1現代抗震設計理念結構抗震設計理念經歷了一系列變化，我國抗震設計規(guī)范（建筑結構抗震設計）應遵循三個層次的抗震設防目標，即“小震不壞，中震可修，大震不倒塌”

在這種設計思想下，結構抗震設計經歷了剛性設計、柔性設計、延性設計和結構控制設計四個階段。通過對結構非線性性能的研究，發(fā)現在結構設計中所采取的地震作用只能使結構具有基本的屈服承載力。當發(fā)生較大地震時，結構控制部分屈服后進入非彈性變形狀態(tài)，屈服后其非彈性變形能力可承受地震作用。從而形成了現代抗震設計理論，即結構在一定的地震作用下發(fā)生屈服，屈服后達到非彈性變形狀態(tài)以耗散能量。合理選擇地震作用來確定結構的屈服水平是現代抗震設計的主要內容。首先以具有統計意義的峰值地震動加速度作為抗震強度指標值（中強地震），然后利用地震動加速度（小震）進行結構強度設計，從而確定結構的屈服水平。采取了有效的抗震措施，以滿足與結構設計相對應的延性承載力。

2建筑結構抗震性能分析

地震的破壞是巨大的，因此建筑物的抗震性能顯得尤為重要。在抗震研究中，結構抗震性能分析是一項重要內容。非線性時程分析法和非線性靜力分析法是地震分析中常用的方法。結構非線性響應的非線性時程分析方法（非線性動力響應分析）經歷了從基于層模型或單排梁柱模型的方法，到基于截面多彈簧模型的方法，再到基于截面纖維滯回本構關系的纖維模型方法，使仿真精度不斷提高。其基本思想是通過一系列數值方法建立和求解動力方程，從而得到結構在各個時刻的響應。然而，由于地震特征和結構特征的假設，使得計算結果具有不確定性。其主要價值在于研究地震作用下的一般反應規(guī)律，而不是具體的反應規(guī)律，并在抗震設計后對結構進行驗算分析，以評價其抗震性能：非線性靜力分析法（Pushover）是近年來廣泛應用的一種新的結構抗震能力評價方法。該方法本質上是一種靜態(tài)非線性計算方法，但在計算過程中引入了反應譜。它的基本思路是先以某種方法得到結構在地震作用下所對應的目標位移，然后對結構施加豎向荷載，并將表征地震作用的一組水平靜力荷載以單調遞增的形式作用到結構上，在達到目標位移時停止荷載遞增，最后在荷載中止狀態(tài)對結構進行抗震性能評估，判斷是否可以保證結構在該地震作用下滿足功能需求。

3結構抗震概念設計

由于地震作用的隨機性、復雜性、間接性和偶然性，尤其在高層建筑中結構自振周期、材料性能、阻尼變化和基礎差異沉降等因素的影響，使結構在地震作用下表現出極大的復雜性和計算假定與實際情況的不符，且目前各國所制定的抗震設計規(guī)范差異較大，甚至反映在定性分析上其結論完全相反，使計算結果差距很大。因此，在結構的抗震設計上不能完全依賴計算設計，在很大程度上，結構抗震性能的決定因素是良好的概念設計。概念設計即通過對建筑物的總體結構體系進行控制，選用體型簡單、規(guī)則，平面對稱，抗側力體系的剛度和承載力上下變化連續(xù)、均勻的方案，設計出抗震性能良好的建筑。同時，概念設計還考慮以下因素：場地條件和場地土的穩(wěn)定性、非結構構件與主體結構的關系及二者之間的錨拉、材料與施工等。[3]建筑物的體型是否對抗震有利是抗震設計首先遇到的問題。為此，應做到以下幾點：（1）建筑形狀應力求規(guī)則和簡單。通常認為簡單的平、立面圖形是方形或圓形的，而復雜的圖形是有凹角的，容易造成有應力集中或變形集中的薄弱環(huán)節(jié)。如墨西哥城在1985年9月地震中，不少三角形建筑均遭到嚴重的破壞。從結構角度而言，平面形狀是三角形的結構迎風面較大，在水平風力作用下，它受力的效果，即抗彎曲變形和抗側移的能力比圓形、橢圓形、正方形、正多邊形、十字形、工字形、口字形等平面形式的高層建筑要弱很多，而使得建筑物安全性較差。

建筑結構盡量對稱，盡可能滿足建筑豎向均勻性。均勻性問題存在于建筑的豎向布置中，布置不均勻的結果產生了剛度、強度的突變，引起豎向的應力集中或在變形集中，以致在中小型地震中損壞，在大震時倒塌。例如。由于結構豎向不規(guī)則，上部結構剛度與底層結構剛度比較大，形成所謂“雞腿”建筑，地震時底層完全倒塌而上部結構基本完好;結構中部某一層剛度、承載力突變，則可能形成薄弱層或軟弱層，地震時這一層的塑性變形過大，超過結構的變形能力或承載力，引起結構構件的嚴重破壞，樓層塌落，結構倒塌;結構頂部收進較多或頂部剛度很小，由于地震的鞭梢效應使結構頂部變形過大而導致破壞。

4性能的結構抗震

設計思想隨著社會的不斷進步，人們逐漸認識到，在現代化充分發(fā)展的今天，再單純強調結構在地震中不嚴重破壞和不倒塌，已不是一種完善的抗震思想，不能適應現代工程結構抗震的需要。在這樣的背景下，美國和日本學者提出了基于性能的抗震設計理念?；谛阅艿目拐鹪O計的基本思想，就是要使設計出來的結構在未來的地震發(fā)生時，能夠達到各種選定的性能目標，包括結構進入非彈性階段后損傷控制目標。其基礎和關鍵工作是性能目標的確定，它包括設定地震水準、定義性能水準和選擇性能目標。如前所述，我國抗震設計規(guī)范提出了三個水準的抗震設防目標，這個設防目標包含了地震水準和性能水準，實際上就是一個性能目標，只不過目標單一，沒有可選擇性。因此可以說，抗震規(guī)范的設計方法已經具有了基于性能的抗震設計思想的雛形。由于對結構性能狀態(tài)的具體描述、相應的計算方法、以及設計標準目前尚未明確，因此可以說，基于性能的抗震設計目前基本上仍停留在概念階段，在工程中廣泛應用的條件還不成熟。但是，隨著人們對建筑產品要求的提高，各種新結構、不規(guī)則結構和超出規(guī)范適用范圍的結構會逐漸增多，在沒有規(guī)范可供遵循的條件下，采用基于性能的抗震設計思想進行這些結構的抗震設計，并通過專家論證，是一個可行、有效的設計途徑。

5結束語

總之，在當前我國建筑行業(yè)發(fā)展的過程中，對建筑物進行相應的抗震結構設計是很有必要的，這不僅可以使得整個工程項目施工的效益得到保障，還使得建筑物的安全性和穩(wěn)定性得到進一步的提升。不過，從當前我國建筑抗震結構設計的實際情況來看，其中還存在著許多的問題，為此我們還要在不斷的實踐過程中，來對其設計理念進行相應的優(yōu)化和改進，并且嚴格根據工程施工的實際情況，來對其進行處理，從而使得建筑工程的施工質量得到保障，促進我國建筑行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。

參考文獻

[1] 陳虎.結構抗震概念設計雜談[J].建材發(fā)展導向，2015，（09）

[2] 項本云.淺議建筑結構的抗震設計[J].中華民居，2015，（07）

[3] 張新培.基于性能的抗震結構設計理論的若干進展[J].四川建筑科學究，2016，（11）